深海立管是现代海上油气工程的“血管”,也是保障海上油气开采顺利进行的关键。本书结合数值分析、理论计算与全尺寸试验,重点研究深海立管-海床相互作用。设计、建造钢悬链立管触地段全尺寸试验平台,打破欧美国家技术垄断,解决“卡脖子”问题,并在此基础上开展弯矩与竖向、横向循环位移联合加载试验,研究钢悬链立管动力响应,解析黏土海床支撑与约束作用,分析加载参数与加载顺序对立管响应的影响。对比试验与数值分析结果,进一步验证有限元程序与非线性管-土相互作用模型的准确性。建立横向-竖向耦合非线性管-土相互作用模型,通过模拟管侧土体变形与堆积过程,还原钢悬链立管顶端循环横荡运动下的三维沟槽形成机理、沟槽截面演化过程。结合悬链线与边界层理论,推导刚性海床上立管静态构型及内力分布,分析立管顶端竖向静态位移、触地点处海床坡度变化对立管应力幅值的影响。
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